莱比塘项目工艺之冶炼

来源： 牛莎莎 万宝矿产缅甸铜业

（一）冶炼工艺发展简介

    冶炼古称冶金术，由古代陶术中发展而来，随着古代陶术工艺的发展，陶术需要的工作温度越来越高，达到铜的熔点温度。在陶术制作过程中（如图1），人们在一些有铜矿的地方制作陶术时，发现附生物质--铜。随着经验慢慢的积累，古人也逐渐发现和掌握了铜的各种冶炼方法（古代湿法炼铜如图2），进而发现并掌握了铁的冶炼技术（如图3）等。

图1 古代陶术制作工艺

图2 古代湿法炼铜及古代冶铁图

    冶炼具有悠久的发展历史，从石器时代到随后的青铜器时代，再到近代钢铁冶炼的大规模发展，人类发展的历史融合了冶金的发展。冶炼技术主要分为火法冶炼、湿法冶炼和电冶金，随着物理化学在冶金中的成功应用，冶金从工艺走向科学。

    火法冶炼 （Pyrometallurgy）是冶炼方式的一种，是利用高温从矿石中提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加，故又称为干法冶金。图3为俄罗斯“钢铁”小镇，车里雅宾斯克冶炼厂，占地22平方公里，约有1万7千人在这里工作，是俄罗斯梅切尔（Mechel）矿山冶金公司的一部分。图4为江铜集团贵溪冶炼厂，中国规模最大的闪速炉炼铜冶炼厂。

图3  俄罗斯“钢铁”小镇

图4  江铜贵溪冶炼厂

湿法冶金 （Hydrometallurgy）是用酸、碱、盐类的水溶液，以化学方法从矿石中提取所需金属组分，然后用电解等各种方法制取金属。主要应用在低品位、难熔化或微粉状的矿石。湿法冶金在锌、铝、铜、铀等工业中占有重要地位，世界上全部的氧化铝、氧化铀，大部分锌和部分铜都是用湿法生产的。湿法冶金对低品位矿石及难分离相似金属的冶炼优势明显。典型的湿法冶炼厂如图5、图6。

图5 巴新瑞木镍钴湿法冶炼厂

图6 赞比亚谦比希湿法冶炼厂

    （二） 莱比塘冶炼工艺

    莱比塘铜矿（如图7）采用典型的堆浸-萃取-电积全湿法冶金流程。由于萃取产生的萃余液可实现返回堆浸场循环使用，同时，所在地年蒸发量大于降雨量，项目可实现零排放，不会对环境造成污染。图8为莱比塘冶炼工艺流程图。

图7 莱比塘铜矿

图8  莱比塘冶炼工艺流程图

    1. 堆浸（Heap Leaching）

    堆浸提铜作为一种较成熟的技术，已经广泛应用于低品位铜矿石的浸出。所谓堆浸技术，即将一定粒度的矿石堆置于铺设有防渗膜的场地上，从矿堆顶部均匀地喷淋不同介质的浸出液，在细菌的长期作用下，有选择地溶解和浸出矿石中的有价金属。莱比塘项目堆场及滴淋系统如图9，溶液收集系统如图10。

图9  莱比塘铜矿堆场及喷淋系统

图10 莱比塘铜矿堆场溶液收集系统

    2. 萃取（Solvent Extraction）

    萃取工艺过程主要由萃取、洗涤和反萃三部分组成（萃取车间见图11）。萃取是将堆浸产出的合格液与有机相混合后澄清（混合槽见图12），合格液中的铜离子进入有机相而得到负载有机相；洗涤是采用一定酸度的水溶液对负载有机相进行洗涤，以去除其他杂质或者包含物；反萃是电贫液与有机相混合后澄清，有机相中的铜离子进入电贫液形成电富液，电富液进入电积工序。

图11 萃取车间

图12 萃取混合槽

    3. 电积（Electrowinning）

    电积工艺过程是在直流电的作用下，通过电化学反应，电富液中的铜离子均匀沉积附着于不锈钢阴极板上，产出高纯度阴极铜产品（电积车间见图13）。莱比塘铜矿采用业内先进的全自动多功能绝缘桥式起重机进行极板的出装槽作业，采用全自动剥片机组（图14）进行阴极铜板的洗涤、剥离，产出可用于商业销售的阴极铜，产品质量可达到LME-A级铜标准，纯度不低于99.9935%。

图13 电积车间

图14 全自动剥片机组